3. Измерение уровней передачи

На практике измеряют только абсолютные уровни напряжения р_Н. Абсолютные уровни мощности р_М вычисляются по известным значениям р_Н и нагрузки R. Относительные уровни выражаются через абсолютные [см. (6)].

Связь между р_М и р_Н найдем после подстановки в (1) значений Р=U²/R и 1 мВт = 775 мВ / 600 Ом. Тогда (1) примет следующий вид:

p_М= 20lg[U, мВ / 775 мВ]+10lg[600 / R, Ом].

Первое слагаемое согласно определению есть абсолютный уровень напряжения. Следовательно:

(10)

Таким образом, для определения абсолютного уровня мощности достаточно рассчитать или измерить абсолютный уровень напряжения с учетом поправки

Абсолютные уровни напряжения синусоидальных колебаний измеряются при помощи измерителей уровня (ИУ), которые по старой терминологии назывались указателями уровня (УУ). Достаточное число ИУ, используемых на практике, являются приборами аналогового типа, в которых измеряемая величина считывается со шкалы стрелочного измерительного прибора. Однако, цифровые ИУ уверенно вытесняют аналоговые.

Измерители уровня подразделяются на широкополосные, которые измеряют уровень напряжения синусоидального колебания при отсутствии других колебаний, и избирательные, позволяющие выделить измеряемое синусоидальное колебание из смеси сигналов и помех. Некоторые типы ИУ обеспечивают работу в широкополосном и избирательном (селективном) режимах. Переключатель входных сопротивлений ИУ обеспечивает несколько значений входного сопротивления, например высокоомное (В.Ом), 600 и 150 (135) Ом. Детектор ИУ чаще всего диодный линейный, поэтому показания прибора ИУ справедливы только для синусоидального напряжения.

Максимальная погрешность измерений ИУ с учетом всех влияющих факторов составляет около 1 дБ (0,1 Нп). Чтобы удержать ее в заданных пределах, в избирательных ИУ перед измерениями проводится градуировка, обычно по широкополосному ИУ.

Измерение абсолютных уровней напряжения осуществляется по одной из схем рис. 1. В схеме рис.1, а) ИУ включен высокоомным входом параллельно цепи передачи, при этом нагрузкой предшествующего четырехполюсника служит входное сопротивление R последующего. В схеме рис.1, б) сам ИУ является нагрузкой измеряемого четырехполюсника, что возможно, когда требуемое сопротивление нагрузки соответствует одному из номиналов входного сопротивления ИУ. В противном случае используется схема рис.1, в) с отдельным нагрузочным сопротивлением.

Рис.1

4. Рабочие и вносимые затухания и усиления

Потери энергии сигнала в пассивном четырёхполюснике или ее увеличение в активном четырёхполюснике оценивается соответственно рабочим затуханием (a) и рабочим усилением (S), которые по определению равны:

(11)

Здесь Р₁ – полная мощность источника сигнала (измерительного генератора) в согласованной нагрузке Z=Z_Г (рис.2, а); Р₂ – полная мощность в нагрузке четырёхполюсника при подключении к его входу того же источника сигнала (рис.2, б).

Рис.2

При согласованных нагрузках рабочее затухание а превращается в собственное (характеристическое) затухание а_с.

Реже используются понятия о вносимых затухании а_ВН и усилении S_ВН, которые определяются теми же выражениями (11), но под Р₁ подразумевается мощность в нагрузке при ее непосредственном подключении к источнику сигнала. Можно показать, что связь между рабочим и вносимым затуханием (усилением) устанавливается следующими выражениями:

(12)

По смыслу и из формул следует, что при Z_Н=Z_Г значения рабочего и вносимого затухания (усиления) совпадают.